高二生物学基因工程的基本操作程2课时x 说课一等奖

东安一中蒋春苗高二生物学“线上学习”录屏课1.2基因工程的基本操作程序（第1课时）阅读课本，回答问题：基因工程的基本操作程序包括哪四步？目的基因的获取基因表达载体的构建将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定基因工程基本操作的四个步骤有了目的基因，我们才能赋予一种生物以另一种生物的遗传特性。使目的基因在受体细胞中稳定存在，并可进行遗传、表达和发挥作用载体进入受体细胞稳定表达，才能实现一种生物的基因在另一种生物中的转化。才能确定目的基因是否真正在受体细胞中稳定遗传和正确表达。前提核心关键保证一、目的基因的获取1、目的基因主要是指______________________编码蛋白质的结构基因也可以是一些具有调控作用的因子。①什么是基因？②基因的作用是什么？思考基因是指具有遗传效应的DNA片段。通过转录和翻译表达遗传信息。2、获取目的基因的常用方法一、目的基因的获取观察右图，思考：提取目的基因的方法有哪些？（1）从基因文库中获取目的基因（2）利用PCR技术扩增目的基因（3）人工合成法化学合成法反转录法（目的基因的核苷酸序列不完全已知）（目的基因的核苷酸序列已知）（目的基因比较小，核苷酸序列又已知）（一）从基因文库中直接获取目的基因1.基因文库的概念（与基因库的区别）2.基因文库的分类3.获取目的基因的根据：基因文库中不是直接保管相应基因，而是保存受体菌，此菌中含该生物的全部基因。基因组文库：含有一种生物的全部基因部分基因文库：只包含了一种生物的部分基因，如：cDNA文库目的基因的有关信息4.基因文库的构建方法——直接分离法

①

基因组文库的构建——反转录法②cDNA文库的构建

某种生物的单链mRNA单链互补DNA双链cDNA片段导入受体菌中储存与载体连接cDNA文库反（逆）转录酶DNA聚合酶——反转录法②cDNA文库的构建

基因组文库VScDNA文库基因组文库基因组文库：一种生物的全部基因（国家图书馆）。cDNA文库：一种生物的部分基因（市图书馆）。(3)基因组DNA文库与cDNA文库的区别比较

文库类型cDNA文库

基因组文库

文库大小基因中启动子（具有启动作用的DNA片段）基因中内含子(位于编码蛋白质序列的非编码DNA片段）

基因多少

物种间的基因交流小大无有无有某种生物的部分基因某种生物的全部基因可以部分基因可以原核细胞的基因结构(补充内容）非编码区非编码区编码区编码区上游编码区下游与RNA聚合酶结合位点启动子终止子①不编码蛋白质。：编码蛋白质,连续不间断编码区非编码区原核细胞的基因结构②调控遗传信息表达,上游有启动子，下游有终止子启动子真核细胞的基因结构（补充内容）编码区非编码区非编码区与RNA聚合酶结合位点内含子外显子启动子终止子编码区上游编码区下游真核细胞的基因结构编码区非编码区外显子：能编码蛋白质的序列内含子：不能编码蛋白质的序列：有调控作用,上游有启动子，下游有终止子非编码序列：包括非编码区和内含子（3）人工合成——根据已知的氨基酸序列合成DNA

蛋白质的氨基酸序列mRNA的核苷酸序列结构基因的核苷酸序列推测推测目的基因化学合成a.适用条件：在基因较小，核苷酸序列已知b.仪器：DNA合成仪c.方法：目的基因的获取1、从基因文库中获取2、利用PCR技术扩增3、人工合成种类基因组文库：含有一种生物的全部基因部分基因文库：只包含了一种生物的部分基因，如：cDNA文库自学笔记化学合成法反转录法目的基因的获取种类基因组文库：含有一种生物的全部基因部分基因文库：只包含了一种生物的部分基因，如：cDNA文库自学笔记①从基因文库中获取④利用PCR技术（多聚酶链式反应）扩增目的基因。（2）从自然界已有的生物材料中分离（1）人工合成②反转录法③限制酶切割法（“鸟枪法”）连一连：获取目的基因的方法及适用范围？1.已知核苷酸序列，基因较小a.从基因文库中获取条件方法2.已知核苷酸序列,或部分序列,基因较大3.核苷酸序列未知，无mRNA4.已知相关基因对应的mRNAb.从基因文库中获取或PCRc.从cDNA文库中获取或逆转录后PCRd.人工直接合成×××√判断题1．原核细胞的基因结构中没有内含子，只有外显子。（）2．基因结构中的非编码序列通常是具有调控作用的。（）3．真核细胞基因结构中的非编码序列是位于编码区上游和下游的核苷酸序列。（）4.启动子就是起始密码，终止子就是终止密码。（）目的基因的获取1、从基因文库中获取2、利用PCR技术扩增3、人工合成种类基因组文库：含有一种生物的全部基因部分基因文库：只包含了一种生物的部分基因，如：cDNA文库自学笔记化学合成法反转录法原理：前提：原料：方式PCR扩增仪DNA双链复制一段已知目的基因的核苷酸序列：以_____方式扩增，即____（n为扩增循环的次数）指数2n模板DNA；1对引物；四种脱氧核苷酸；热稳定DNA聚合酶（Taq酶）；离子(2)PCR——聚合酶链式反应是一项生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。通过此技术，可获取大量的目的基因。

过程变性、退火、延伸三步曲变性：加热至90～95℃双链DNA解链成为单链DNA退火：冷却至55～60℃部分引物与模板的单链DNA的特定互补部位相配对和结合延伸：加热至70～75℃以目的基因为模板，合成互补的新DNA链变性退火延伸课堂练习1、下列属于获取目的基因的方法的是()①利用mRNA反转录形成

②从基因组文库中提取

③从受体细胞中提取

④利用PCR技术

⑤利用DNA转录

⑥人工合成

A.①②③⑤B.①②⑤⑥C.①②③④D.①②④⑥D二、基因表达载体的构建——核心（1）用一定的_________切割质粒，使其出现一个切口，露出____________。（2）用______________切断目的基因，使其产生______________________。（3）将切下的目的基因片段插入质粒的______处，再加入适量___________，形成了一个重组

DNA分子（重组质粒）限制酶黏性末端同一种限制酶相同的黏性末端切口DNA连接酶1.过程:质粒目的基因限制酶处理一个切口两个黏性末端两个切口获得目的基因DNA连接酶表达载体同种过程图解:自学笔记2、基因表达载体的作用a、使目的基因在受体细胞中稳定存在并遗传给子代b、使目的基因能表达和发挥作用思考：作为基因工程表达载体，只需含有目的基因就可以完成任务吗？为什么？不可以。因为目的基因在表达载体中得到表达并发挥作用，还需要有其他控制元件，如启动子、终止子等。必须构建上述元件的主要理由是：（1）生物之间进行基因交流，只有使用受体生物自身基因的启动子才能比较有利于基因的表达；（2）通过cDNA文库获得的目的基因没有启动子，只将编码序列导入受体生物中无法转录；（3）目的基因是否导入受体生物中需要有筛选标记；（4）为了增强目的基因的表达水平，往往还要增加一些其他调控元件，如增强子等；（5）有时需要确定目的基因表达的产物存在于细胞的什么部位，往往要加上可以标识存在部位的基因（或做成目的基因与标识基因的融合基因），如绿色荧光蛋白基因等。3.基因表达载体的组成：它们有什么作用？a、目的基因